نام پژوهشگر: آرش جاعل

استفاده ازروشهای مومنتم وانرژی جهت بررسی اثر شیب جداره بر تنش های برشی در کانالها
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه شهید چمران اهواز 1389
  آرش جاعل   محمود بینا

ساختار جریان در کانال ها مستقیماً توسط توزیع تنش در آنها شکل می گیرد. بنابراین می توان توزیع تنش برشی مرزی را به عنوان پارامتری اساسی در مطالعه فرایندهایی همچون تلاطم، حمل رسوبات و محیط زیست در نظر گرفت که بصورت تئوریکی، آزمایشگاهی و عددی توسط محققین مختلف مورد توجه قرار گرفته است. کانالهای ذوزنقه ای متداولترین کانال برای آبرسانی از لحاظ راحتی اجرا و ظرفیت حمل می باشد. با این وجود تحقیقات بمراتب کمتری برای بررسی توزیع تنش در کانالهای ذوزنقه ای نسبت به مستطیلی صورت گرفته است. تحقیق حاضر بمنظور بررسی آزمایشگاهی و تعیین میزان سهم هر یک از تنش های برشی کف و جداره در اثر تغییر شیب جانبی در مجرای ذوزنقه ای با استفاده از روش های اندازه گیری مومنتم و انرژی پیشنهاد شده است. در این تحقیق نیروی برشی کل وارده بر سطوح مرطوب کانال با استفاده از روشی نوین اندازه گیری شده است. این روش بر مبنای اندازه گیری مستقیم نیرو استوار بوده و سیستم اندازه گیری مذکور فلوم لبه چاقویی نامگذاری شده است. جهت تعیین تغییرات تنش برشی موضعی از تیوپ پرستون با قطر خارجی 4 میلیمتر مجهز به سلول های حساس به فشار دینامیک استفاده گردید. جهت تبدیل تفاضل فشار قرائت شده به تنش برشی در بستر صاف از منحنی کالیبراسیون پتل و در بستر زبر از روش کالیبراسیون پیشنهاد شده توسط وو و راجاراتنام استفاده گردیده است. نتایج آزمایشگاهی بدست آمده در این تحقیق با نتایج محققین قبلی مقایسه گردید. بر اساس نتایج آزمایشگاهی دقت روابط محققین مختلف در تخمین توزیع تنش برشی در کانالهای مستطیلی و ذوزنقه ای صاف با سه شیب جانبی 1:1، 5/1:1 و 1:2 مورد مقایسه قرار گرفت و روابط جدیدی پیشنهاد گردید. دقت مدل های تلاطمی دو معادله ای k-? و sst در تخمین توزیع تنش برشی در کانال ذوزنقه ای با بستر صاف مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که مدل k-? و sst تنش برشی را بترتیب بیشتر و کمتر از مقدار اندازه گیری شده تخمین می زنند. همچنین دقت مدلهای تلاطمی در تخمین پروفیل تنش برشی در بستر صاف و زبر مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه تنش برشی اندازه گیری شده توسط فلوم لبه چاقویی با تیوپ پرستون در جریان ماندگار و یکنواخت، نشاندهنده انطباق مناسب این دو روش با یکدیگر می باشد. از آنجا که کاربرد روش پرستون در جریانهای پیچیده و غیر یکنواخت با محدودیت مواجه می شود. استفاده از فلوم لبه چاقویی در این گونه جریانها پیشنهاد می گردد.